基于海綿城市理念的市政給排水設計

張 敏

（江蘇緯信工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210014）

隨著城市化進程的快速推進，城市規模及面貌較以往有了較大程度改變，尤其是人口的持續增加拉動城市經濟發展的同時，也增加了城市用水需求以及污水排放量，這些都極大增加了給排水系統的運維管理難度。為了可以有效平衡城市的用水與供水需求，有效解決現有的城市內澇問題，就必須要科學開展給排水設計，采取先進的設計理念，力求最大程度提高城市給排水系統的排水性能。

1 海綿城市的概念

海綿城市就是想象城市具有海綿一樣的吸水、儲水及排水功能，本身在適應雨水災害方面具有非常強的彈性。在海綿城市中，如果碰到下雨天氣，那么可以自動收集、存儲、排放及凈化這些雨水資源，同時在某些條件下也可以釋放出這些存儲的水資源供人們使用，以此可以顯著降低雨水災害給城市大眾帶來的危害程度，并且可以提升雨水資源的利用率。

2 市政給排水設計中海綿城市理念融入的意義

給排水工程是市政工程基礎設施建設的重要組成部分，關系城市給排水系統構建的有效性。通過將海綿城市理念融入給排水工程當中，可以起到如下幾個方面的作用：一是有助于提高城市水資源使用率。通過海綿城市建設，可以構建符合城市發展需求的市政給排水系統，優化相應的系統功能，以及改善這些相關基礎設施，這樣可以最大程度提高水資源的利用率。二是有利于解決城市現階段出現的一些關于水資源的災害，緩解城市給排水系統運行的壓力，如可以防洪防雨，解決如圖1所示的城市內澇問題。三是有助于對城市生態環境進行改善。建設海綿城市的過程中有效地融入環境保護理念，可以有效解決當下城市給排水系統中存在的環境污染和生態破壞等問題，提升城市的生態環境質量。

圖1 城市內澇災害

3 市政給排水設計中海綿城市理念融入的要點

3.1 人行道的設計要點

人行道是比較特殊的城市基礎設施，在設計過程中要滿足行人便捷、安全出行的要求。當下的人行道設計中多采用不透水材料作為人行道路面，這會造成下雨過程中出現路面積水問題，并且會使得路面出現濕滑問題，危及行人出行的安全。將海綿城市理念融入人行道設計，首先要合理選擇路面材料，即運用透水性能比較好的路面材料來替代以往的不透水路面材料，保證降雨天氣下可以使路面快速吸收雨水，避免人行道路面存有過多積水。如圖2所示的人行道設計中采用了透水混凝土來構建透水路面，改善了其相應的透水性能。此外，通過合理鋪設透水性能比較強的路面材料，也可以顯著改善人行道的濕度與溫度，并且可以快速補充地下水。但是在人行道設計中選用透水性比較好的路面材料，會極大地增加工程建設成本，所以為了節省工程成本，可以在道路基層位置處科學設置排水管，以及合理調整管道的縱向和橫向坡度等來改善人行道路面的排水性能。

圖2 人行道透水混凝土路面

3.2 道路橫斷面的設計要點

在確保道路車輛穩定運行方面，道路建設質量控制至關重要，具體就是要營造舒適、安全的行車環境。在長時間運行之后，車輛荷載作用會對道路帶來極大影響，所以在選擇路面材料中優先選擇透水性比較好的材料。以往路面設計主要是借助路面坡度的設計來對路面積水進行導引及控制，整體的路面排水效果比較差。而有效地應用海綿城市理念，就需要在市政道路建設期間對原有的道路設計理念進行改進，除了要優選透水性比較好的路面材料之外，還要科學構建空隙大、透水性能強的結構層，保證可以在雨天的時候雨水可以快速滲透，同時結構層也起到過濾滲透水的作用。比如，采用碎石鋪裝、透水瀝青混凝土鋪裝等方式來改善路面排水，同時優化設計道路的橫向坡度來進一步優化道路排水系統，便可以及時排出道路結構層中的積水。

3.3 綠化帶的設計要點

在市政道路給排水系統構建當中，綠化帶設計占有重要地位，主要用于對水體進行收集、過濾、儲蓄及排放等方面。首先，在遇到降雨之后，雨水會通過地表徑流向綠化帶方向流動，最終在雨水口部位處匯集。為了保證這個排水過程的質量，需要對其高度進行嚴格控制，一般保證其位于道路下側15～20 cm，同時要注意均勻地設置雨水口，且其高度要比綠化帶種植土高度更高，比道路高度更低。其次，在設計綠化帶水體過濾期間，要科學鋪設種植土，并合理布設礫石層，嚴格規范安裝滲透管，通過這種滲透方式可以高效地過濾水體。再次，在設計緩排滯蓄期間，要對綠化帶結構以及所處位置地形條件等進行綜合考慮，優化設計導流系統來保證雨水向地下滲流時具備層次性特征，同時還要在明溝兩側科學進行水溝渠布設，力求加快雨水向明溝中導流。最后，在設計綠化帶排放雨水時，需要對設施的溢流系統進行科學設計，保證有效連接雨水與排水管道。在降雨量比較大的情況下，如果無法借助雨水口處理更多雨水，那么可以借助綠化帶來對一部分雨水進行儲存，之后通過如圖3所示的溢流系統排除多余的雨水，避免城市出現洪澇問題。

圖3 綠化帶中的溢流系統設計

3.4 路基的設計要點

在路基設計中融入海綿城市理念，相關設計方需要全面了解路基的建設情況，科學制定給排水設計方案。針對那些透水性不足的市政道路路基給排水設計中需要合理處理路基，具體可以采取碾壓或者晾曬等處理措施。如果不適宜采取這兩種處理措施，就可以采用換填方法來改善道路路基的透水性。針對軟土地基而言，由于其本身存在潮濕問題，那么可以采取真空措施或者堆載預壓措施開展處理，力求可以對道路路基施工標準和強度進行優化設計，最大程度提升路基的排水性能。

3.5 附屬設施的設計要點

附屬設施在市政道路給排水系統中占有重要地位，主要包括路肩邊溝、路緣石等方面。針對路緣石設計而言，其主要包括立緣石和平緣石兩種類型。平緣石同周邊地表高度需要保持良好的一致性，這樣可以避免出現積水問題，促使雨水在經過徑流之后快速導入雨水口或綠化帶等；立緣石設計的高度則需要比周圍地表稍微高一些，保證雨水可以匯集到雨水口中。在立緣石設置期間，可以采取豁口或者打孔等處理措施來保證雨水可以快速導流到所設置的綠化帶當中。針對路肩邊溝設計而言，要合理使用混凝土材料。當下國內市政道路給排水系統設計過程中的路肩邊溝所用混凝土材料本身的美觀性不足，并且容易出現嚴重的堵塞問題，也不具備凈化雨水的功能。如果可以有效地融入海綿城市理念，那么可以采取植草溝方式來設計路肩邊溝，在保證高效收集雨水的同時對它們進行輸送、凈化以及排放處理。此外，在市政工程建設過程中有機結合排水設計和綠地工程，力求可以充分發揮排水系統的路面徑流分流作用，可以借助先進科學技術來進一步提升路面的排水效率。

3.6 其他方面的設計要點

除了上述幾個方面的設計工作之外，為了進一步提高市政給排水設計中海綿城市理念的應用效果，還可以采取如下的設計工作：

3.6.1 有機結合市政給排水設計和城市規劃

為了提高市政給排水設計中海綿城市理念融入的效果，要密切結合城市規劃工作。比如，在設計市政給排水系統期間，要綜合考慮未來一段時間城市的發展規劃，通過規劃階段的預留或者是采取優先設計方式來對城市未來的發展進行夯實基礎，這樣也可以更好地發揮所設計的給排水系統來服務城市大眾，助力城市給排水系統設計的可持續發展。比如，在對城市給排水系統構建期間，可以本著“從嚴、周密”的原則開展科學全面的規劃，保證城市給排水系統建設中的全體基礎設施能夠得以改善，力求可以促進城市生態可持續發展。

3.6.2 重視頂層設計工作

在海綿城市建設期間，由于會涉及到巨大資金投入以及耗費比較長的建設時間，為了保證海綿城市建設的效果，需要高度重視頂層設計工作，尤其是要積極參考其他國家關于海綿城市建設的一些經驗與方法。然后結合我國海綿城市建設現狀及需求等進行科學設計，力求可以最大程度提升市政給排水設計的效果，最大程度提升雨水資源的利用率。

4 結束語

總之，海綿城市理念是構建生態城市建設中非常重要的全新建設理念。在市政給排水設計中融入海綿城市理念，可以從路基、人行道、道路橫斷面、綠化帶與附屬設施幾個方面出發進行優化設計，最大程度上提升市政給排水系統的設計效果，提升雨水資源的使用效率。